摘 要

本报告的编制以期有序推进汉口西部地区热电联产、供热管网的建设，促进当地经济社会的可持续发展。论文主要研究武汉东西湖的热力现状、热源以及供热管网系统的选择。本论文第一章主要介绍了国内外热电冷联供热系统现状以及对比，第二章主要介绍了现状项目背景和发展概况,第三章主要介绍了热力市场调查和建设规模，第四章主要介绍了热源以及热源参数，第五章主要介绍了供热管网系统的各种分部的选择，第六章为可行性研究结论与建议。

关键词：热电冷联供热；供热管网系统；热源

Abstract

The preparation of this report is expected to promote the construction of a combined heat and power and heat supply network in western Hankou in an orderly manner, and promote the sustainable development of the local economy and society. The thesis mainly studies the heating status, heat source and heating pipe network system selection of Dong Hu and Xi Hu in Wuhan. The first chapter of this dissertation mainly introduces the status quo and comparison of domestic and international thermoelectric cooling and heating systems. The second chapter mainly introduces the status quo project background and development overview. The third chapter mainly introduces the thermal market survey and construction scale. Chapter IV mainly The heat source and heat source parameters are introduced. In Chapter 5, the selection of various sections of the heating pipe network system is introduced. The sixth chapter is the feasibility study conclusions and recommendations.

Key Words：Combined heat and electricity heating; Heating network system; The heat source

目录

第1章绪论 5

第二章项目背景和发展概况 7

2.1 项目提出的背景 7

2.1.2 项目发起缘由 8

2.3 实施的必要性 8

2.3.1 节约资源，减少大气污染的需要 8

2.3.2 武汉市冬夏气候特征的客观要求 8

2.3.3 缓解武汉市供用电紧张局面的需要 9

第三章热力市场调查和建设规模 10

3.1 热力现状 10

3.1.1 供热区域内集中热源现状 10

3.1.2 供热区域周边集中热源现状 10

3.1.3 现状分散锅炉 10

3.2 热用户现状 11

3.3 热网现状 11

3.4 现状评价 11

3.4.1 供热设施 11

3.4.2 供热管理 12

3.4.3 资源利用 12

3.5 热力市场调查 13

3.5.1 热力用途调查 13

3.5.2 供热价格调查和分析 13

3.6 热负荷的收集 14

3.6.1 收集内容 14

3.7 热负荷的核算和整理 14

3.7.1 热负荷的核算方法 15

3.7.2 热负荷指标 15

3.7.3 热负荷整理方法 16

3.8 热负荷的分类计算 17

3.8.1 近期热负荷 17

3.10 集中供热区年供热量 21

3.11 热负荷曲线 21

第四章热源 23

4.1 热源 23

4.1.1 现状热源 23

4.1.2 可研热源 23

4.1.4 汽量平衡、热源调峰措施 24

4.2 供热介质及参数 24

4.2.1 蒸汽参数 25

4.2.2 热水参数 25

第五章供热管网系统 29

5.1 供热系统的确定 29

5.2 热力网型式 29

5.2.1 蒸汽管网 29

5.2.2 热水管网 29

5.3 蒸汽管网 30

5.3.1 管网布置原则 30

5.3.2 蒸汽管网水力计算 30

5.4 热水管网 33

5.4.1 热水管网走向 33

5.4.2 热水管网水力计算 33

5.5 凝结水管网 34

5.6 敷设方式 35

5.6.1 蒸汽管网敷设方式 35

第六章可行性研究结论与建议 37

6.1 结论 37

6.2 建议 37

第1章绪论

为了积极推进汉口西部地区的经济发展，实现国家节能减排的既定目标，对汉口西部地区实行“上大压小”热电联产已经迫在眉睫。热电联产不仅能有效的节约能源、保护环境、缓解电力紧张，同时还能提高投资环境及生态环境、提升区域的档次与品味。鉴于上述原因，受武汉市燃气热力集团有限公司的委托，我承担了《武汉地区2*350MW热电冷联供热网项目初步设计》的编制工作。该热网项目是武汉地区2′350MW热电冷联供热网项目的供热管网部分，本报告的编制以期有序推进汉口西部地区热电联产、供热管网的建设，促进当地经济社会的可持续发展。

美国是第一批开始发展热电冷联供系统的国家。1978年的洛克菲勒中心和美国国会大厦建筑群中建立起了第一个大型区域供冷系统，美国开始了小型热电联产的发展，并逐步走向热电冷联供。据计划，到2020年时百分之五十左右的新建商用以及办公室建筑将采用热电冷联供系统，并且将有百分之十五的现有商用以及办公室建筑改造为冷热电三联供系统。

日本资源缺乏、经济发达，对热电冷联供系统技术十分重视。日本通过相关的法令和优惠政策保证该事业的发展，有条件有限度的允许这些分布式发电系统上网，通过优惠的环保资金支持分布式发电系统的建设。

欧洲的分布式能源发展水平局世界领先地位，丹麦20多年来GDP翻了一番，但是能源消耗却几乎未增加，英国分布式能源已经成为政府提高能效的重要措施，有分布式能源系统1000多座。

 由于种种因素限制，我国能源消耗尤其是电力能源主要以煤炭为主。我国能源不足，利用效率低，急需发展高效的能源利用技术，因此分布式冷联供系统在国内受到了广泛关注。在各种法规政策的鼓励下，经过十几年的探索，热电冷联供系统已初步成型，建立了40多个天然气分布式能源项目。目前已建成投运的影响力较大的项目众多，据不完全统计，目前我国分布式能源站总装机容量约为500万千瓦。但是这方面我国与外国仍有不小差距，各地的热电冷联供系统都遭受到不小的阻力，主要受配套政策不到位、利益格局未排好、技术支持不够到位和核心设备及技术欠缺所以依赖进口等因素的影响，现有的设备和项目也基本集中在北京上海等一线城市。总的来说我国仍有较大发展空间，需要进一步的支持和发展。

热电冷联供系统实现了能量的梯级利用，他有以下优点:

1.节约能源

2.削峰填谷，平衡能源负荷峰谷差

3.运行可靠，经济效益明显

4.减少环境污染

热电冷联的应用十分广泛，目前需要完善相关热电冷联技术的发展和改变热电冷联技术理念，好的热电冷联技术是保证能源的发展和能源利用率的关键。是治理大气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一，是提高人民生活质量的公益性基础设施，符合国家可持续发展战略。

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第二章项目背景和发展概况

2.1 项目提出的背景

2.1.1 国家能源发展规划和相关政策要求

根据国家《能源中长期发展规划纲要（2004--2020 年）》提出：坚持把节约能源放在首位，实行全面、严格的节约能源制度和措施，显著提高能源利用效率。

节约资源和保护环境是我国一项基本国策，实现“十二五”《规划纲要》提出的节能减排目标，需要广大中小企业和全体职工的共同努力，也是每个中小企业和职工应承担的社会责任。贯彻落实科学发展观，建设生态文明社会，实现国民经济又好又快发展，迫切要求广大中小企业从主要依靠数量扩张转变为更加注重质量提高，从主要依靠粗放型增长转变为更加注重节约资源、保护环境，走低消耗、少排放、能循环、可持续的中国特色新型工业化道路。淘汰落后产能，控制“两高”行业发展。严格按《产业结构调整指导目录》和相关法律法规严格淘汰中小企业中的落后技术、工艺和装备。对不按期淘汰的企业要依法责令其停产或予以关闭，依法吊销生产许可证和排污许可证，依法停止供电。

中小企业节能减排的总体要求是：深入贯彻科学发展观，以转变经济发展方式、调整经济结构、加快技术进步为根本，全面调动中小企业和职工节能减排的积极性，坚持节约发展、清洁发展、安全发展，依法淘汰落后产能，推广先进适用节能减排技术，健全节能减排技术服务，加强企业管理，力争使中小企业单位国内生产总值能源消耗、单位工业增加值用水量、主要污染物排放指标以及安全生产指标达到全国平均水平。

热电联产项目具有节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益，是治理大气污染和提高能源综合利用率的必要手段之一，是提高人民生活质量的公益性基础设施，符合国家可持续发展战略。《中华人民共和国大气污染防治法》、《中华人民共和国节约能源法》和《中国21 世纪议程》、《节约能源管理暂行条例》、《节能技术政策大纲》与《当前重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》中均提出鼓励、支持、发展热电联产。2000 年国家计委、国家经贸委、电力部、建设部联合公布了《关于发展热电联产的若干规定》来进一步指导热电联产健康发展，以使热电联产在节能减排、改善环境质量、缓和当地的电力紧张等方面发挥最大的效能。

2.1.2 项目发起缘由

城市集中供热（以下简称城市供热）是城市重要基础设施，是节约能源、减少环境污染的重要措施之一。改革开放以来，城市供热事业发展较快。目前，全国已有 172 个城市建设了供热设施，除“三北”地区（东北、华北、西北）大部分城市外，山东、河南、江苏、浙江、湖北、上海等南方地区也相继建设了城市供热设施。

本项目的建设正值国家鼓励和支持建设热电联产项目时期，采用冷、热、电三联供系统，既是对国家和武汉市政府能源发展战略的积极响应，也是武汉市两型社会建设的需要。

2.3 实施的必要性

2.3.1 节约资源，减少大气污染的需要

分散燃煤锅炉的热效率不高，对煤资源造成浪费。燃煤锅炉使用煤作为燃料，对城市的大气环境影响较大。燃煤锅炉不仅排放的烟气对大气环境有影响，而且热能利用率不高。实施热电联产，符合国家能源政策和环保政策。由此可见，分散的燃煤锅炉造成了国家能源的浪费和城市土地资源的浪费，并对城市大气环境造成了一定程度的污染。

本项目采用热电联产方式，集中燃煤，实现了能源的梯级利用，能源综合利用率可达 60％左右甚至更高，这也是分散的燃煤锅炉无法与之匹敌的方面。生产的蒸汽供应用户，可取代各用户自备的燃煤锅炉，节约了锅炉房用地和堆煤场用地，企业可利用节约下来的土地扩大生产规模，取得更大的经济效益，实现经济效益和环保效益良性循环。

2.3.2 武汉市冬夏气候特征的客观要求

冬季寒冷，夏季炎热是我国中纬度地区最显著的气候特征。然而，由于受特殊的区位环境影响，武汉盛夏高温闷热，隆冬严寒湿冷，与其他中纬度城市有很大的区别。

夏季平均气温高，且高温日数早、多、强、长、频。

武汉市夏季炎热。高温日出现早，结束迟，七月份≥30℃天数少则10 天，多则 20 天以上，实际上五月上旬就出现了 30℃～35℃的高温日。七、八月份高温强度最大，直到九月初才结束，高温期长达三个月时间，日极端高温 39.5℃（2013 年 8 月 11 日）。

近年来，特殊高温年频频发生，盛夏夜间酷热难熬，实际上从下午的5～6 时直至早上 6～7 时，长达 12 小时左右，表现为气温高（超过 30℃），风速小，湿度大。

武汉冬季气温要低于同纬度地区，极端最低气温更低，“冷湖”效应显著。武汉历史上极端低气温为－18.1℃（1969 年 1 月 31 日），比上海、南京、重庆甚至比郑州还低。

根据《民用建筑供暖通风与空气调节设计规范》（GB50736-2012），武汉日平均气温≤8℃的天数从每年的 11 月 27 日至次年的 3 月 4 日，共计 98 天。武汉伴有特冷的酷冷年，冬季日照少，雨水多，相对湿度大，更突出了武汉的“湿冷”。

因此，实施“集中供暖”是武汉气候特征的客观需要，而本项目是其中的重要组成部分。

2.3.3 缓解武汉市供用电紧张局面的需要

改革开放以来，人民生活水平不断提高，几乎所有公共建筑、商业建筑、办公楼、文化娱乐场所均安装了中央空调系统，居民住宅安装空调的数量也急剧攀升。由于大量使用电力，近年出现了供电紧张、拉闸限电逐渐增多的情况，严重影响市民的工作和生活。

而采用集中供热，热电厂产生的蒸汽（或高温热水）可减少部分居民和企事业单位的空调用电；电厂生产的电力通过电网供应汉口西部地区，起到了缓解汉口西部地区供用电紧张的作用，有利于国民经济的持续发展。

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第三章热力市场调查和建设规模

3.1 热力现状

3.1.1 供热区域内集中热源现状

汉口西部地区范围内现有新沟热电厂和新沟垃圾焚烧发电厂。

新沟热电厂装机 25MW 中温中压发电机组，一台 130t/h 煤粉锅炉，对周边小企业供热，自 2009 年以来该热电厂停运，锅炉等设备已拆除。

新沟垃圾焚烧发电厂采用 2 台 500t/d 垃圾处理能力的炉排锅炉配22MW 汽轮机发电机组；新沟垃圾焚烧发电厂只发电，不供热。

截止目前，汉口西部地区尚未采用集中供热，无集中热源。分散的热用户用热依托自建锅炉、直燃机、电加热器等，为分散热源。

3.1.2 供热区域周边集中热源现状

汉口西部地区周边集中热源仅有汉川电厂。

汉川电厂处于湖北省汉川市新河镇电厂路，毗邻武汉市郊新沟镇，东南至武汉市中心区 45 km，西至汉川市 10 km，位于本集中供热区西北边缘 5km 处。南倚汉水，北临 107 国道和京珠高速公路。电厂总装机容量为 4×300MW 1×1000MW。目前其 4 台 300MW 机组已由纯凝机组改造为抽凝机组。机组采用冷再进行供热，单台机组供热能力为 50t/h，目前对外供热约为 100t/h，供热主要对象为附近的食品工业等企业。供热管线未到达汉口西部地区。

由于无热网加热站，对外供热水需进行供热改造。

电厂出厂蒸汽参数：

低压蒸汽：0.98MPa，336℃；

中压蒸汽：2.0~3.75MPa，321℃。

3.1.3 现状分散锅炉

汉口西部地区现有自建小锅炉 132 台。上述锅炉基本为燃煤、燃油锅炉，燃煤或燃油锅炉污染严重，热效率低。从环保要求来讲，这些小型分散燃煤燃油锅炉房应逐步予以拆除，采用集中热源供应热力，或采用其他方式解决。

这些供热锅炉的供热规模大小不一、相差很大；运行管理水平不高，表现为水、电消耗和煤消耗量都比较大；司炉人员运行技能欠缺，锅炉运行效率低下；管道的保温效果较差；调节手段缺乏，不均匀性损失严重等种种问题，浪费了大量的热。

3.2 热用户现状

汉口西部地区目前尚无集中热用户，只有零散热用户。

1、工业用热现状

汉口西部地区工业用热企业主要分布在东西湖区。其中，在近期集中供热区域内，现有用热工业企业 81 家，最大热负荷 415.2t/h，平均热负荷 324.8t/h，最小热负荷 105.4t/h。

汉口西部地区各工业企业用热基本以自备锅炉为主，锅炉燃料有煤、油、天然气、木材、其它生物质等多种，其中以燃煤锅炉为主，锅炉效率除最近几年新上的天然气锅炉外，普遍效率不高、存在一定程度污染。此外，自备锅炉闲置容量较大，大部分设备未得到充分利用。

2、商业用热现状

汉口西部地区在建及已建的商业用户均没有采用集中供热，部分商业用户采暖、制冷采用楼宇式中央空调系统，其它一般采用分散的电空调采暖、制冷，或自建小锅炉解决用热需求。

3、居民用热现状

汉口西部地区除极少数居民建筑依托单位福利自建锅炉房小范围集中供热外，其余均未采用集中供热。大部分居民冬季采暖主要靠电力空调、采暖炉、电热油烃等设备；夏季则主要依托电力空调进行制冷。生活热水有条件的住户采用太阳能热水器。

3.3 热网现状

目前汉口西部地区无集中热力管网。

3.4 现状评价

3.4.1 供热设施

根据对汉口西部地区目前供热情况的调查，供热设施存在以下问题：

1、尚无集中供热热源，分散热源多，能耗高

随着区域的不断发展，入驻企业越来越多，各热用户用热主要依靠自建锅炉房，由于设备的节能效果不同，能源消耗也大不同。绝大多数锅炉的容量在 10t/h 以下，平均每台锅炉容量不到 4t/h。大部分锅炉效率低于80%，锅炉效率低，能耗高。

2、影响市容卫生，存在环境污染

大量的小锅炉分散于城市各个位置，煤、灰渣在城市道路上交叉运输，既影响交通，又影响城市市容卫生。锅炉房周边缺少具有防风抑尘措施的煤场和渣场，而且环保设备配置不齐全，导致锅炉燃煤烟气排放对大气、环境污染。

3、集中供热发展缓慢